En cinemática relativista, derivamos el momento de un cuerpo como
Haciendo la diferenciación obtenemos,
Tengo una pregunta sobre por qué la ecuación incluso aguanta. ¿Cómo podemos suponer que sostiene? La expresión de cada cantidad se cambia en la mecánica relativista como el momento, la energía cinética, etc. ¿Por qué no se le multiplica o se le suma algún tipo de factor?
En la mecánica newtoniana es el resultado de la observación cotidiana. También podemos verificar la ley haciendo un experimento en la pista de aire lineal, ya que en ese caso la fricción se reduce mucho, por lo que ayuda en el análisis. claramente.
En la mecánica relativista también, es la Ley de Newton, es decir, la expresión , simplemente la consecuencia de las observaciones solamente o hay algún otro razonamiento para ello también?
Anexo-1
Al derivar la expresión del impulso obtenemos
Anexo-2
He leído todas las respuestas, pero todavía no me queda claro un punto.
La fuerza es una medida de las interacciones que actúa sobre la partícula. En la mecánica newtoniana (es decir, trabajar con una velocidad muy baja en comparación con la luz), la medida de la interacción viene dada por la ley de Newton.
. No hay distinción entre ningún tipo de tiempo, lo que significa que hay un tiempo universal que fluye independientemente de cualquier marco de referencia, siempre que la velocidad del marco de referencia sea muy baja en comparación con la luz.
Pero mientras trabaja con objetos que se mueven con una velocidad cercana a la velocidad de la luz. Entonces la medida de la interacción neta actuada sobre la partícula es
o
dónde
Cuál es el intervalo de tiempo adecuado (intervalo de tiempo en el marco del objeto en movimiento)?
En los libros dicen directamente
incluso cuando la partícula se mueve con una velocidad muy alta.
Pero si consideramos ambas posibilidades o , entonces ambos se reducen a la ley de Newton en muy baja velocidad como y en caso de muy baja velocidad.
, dónde , es una cantidad definida en SR. La justificación teórica es que se conserva en colisiones y aproximaciones en el límite de baja velocidad. (La justificación para definir el impulso como en la física newtoniana es que esta cantidad se conserva si ninguna fuerza externa actúa sobre el sistema. Queremos identificar una cantidad conversada de manera similar en SR.) La otra justificación es que concuerda con los resultados experimentales.
La expresion
es la definición de la medida de la fuerza . Lo que ha descubierto es que la declaración
que se cumple en la mecánica newtoniana, no se cumple en la mecánica relativista (einsteiniana). Estos dos son equivalentes en el contexto newtoniano, pero no equivalentes en el contexto relativista. En cambio, el último es de hecho una "Ley" en el sentido de que no define la fuerza, sino que es una declaración al respecto , mientras que el primero es una definición real, en un contexto teórico. Y esta ley solo se cumple a bajas velocidades donde las mecánicas de Einstein y Newton se aproximan entre sí, y donde usamos los marcos de referencia de Lorentz.
En relatividad, la letra se llama las tres fuerzas y se define como . No hay forma de que esto pueda ser "incorrecto", porque es simplemente una definición.
Ahora, usted hace el buen punto de que la cantidad , que comúnmente se llama la relativista de cuatro fuerzas y se denota con la letra , es "más natural" en ciertos contextos. ¡Pero eso no hace que la definición anterior sea incorrecta! Hay ventajas y desventajas para cada uno.
Ambas definiciones se usan comúnmente y ninguna es realmente más "natural". A veces, cuando resuelvo un problema de dinámica, uso ambas definiciones en momentos diferentes, si esa es la ruta más eficiente.
Ecuación relativista de movimiento
obtienes la ecuación relativista del movimiento:
con y
de este modo obtienes la ecuación de movimiento de NEWTON y puedes comprobar que Escalar de Lorenz
Esto es como preguntar "¿por qué una regla de un metro sigue siendo un metro en SR?"
Bueno, es un metro porque lo definimos de esa manera. Y siempre será exactamente un metro en su propio marco de referencia, por definición.
Asimismo, la fuerza es la transferencia de cantidad de movimiento entre dos objetos. El vector de fuerza 3 no es un invariante de Lorentz y no aparece igual en todos los marcos de referencia.
Puede ser engañoso ver sigo aplicando y pensando "oh, eso es lo mismo que no SR Force, así que es lo mismo". Pero eso no es cierto - cambia con SR, por lo que es solo la misma ecuación que la mecánica netwoniana en su propio marco de referencia, y sabemos que las leyes de Newton aún se aplican cuando están en su propio marco. Esperar que esta expresión también cambie al agregar un factor de o algo sería tener tu pastel y comértelo también.
La fuerza es, por definición, un cambio de cantidad de movimiento, al igual que la potencia es un cambio de energía. El enunciado de conservación de energía-momento es la declaración teórica del campo SR de la fuerza y el poder que se desvanecen.
Ruslán
tobi_s
iti
eli
iti
Andrés Steane